Nahe der Nordspitze Alaskas, am Rande des Arktischen Ozeans, haben Grönlandwale Wissenschaftlern einen Einblick in die Langlebigkeit gegeben.
Die gigantischen Meeressäugetiere können mehr als 200 Jahre alt werden – und von den Tieren gesammelte Gewebeproben offenbaren eine Superkraft, die alles reparieren kann, was möglicherweise erklären könnte, wie das geht. Die Zellen von Grönlandwalen sind Meister darin, beschädigte DNA zu reparieren, berichten Wissenschaftler vom 8. Mai auf bioRxiv.org.
Diese Fähigkeit bedeutet, dass die Tiere Schäden reparieren könnten, die andernfalls zu krebserregenden genetischen Störungen führen könnten, sagt Orsolya Vincze, Evolutionsökologin am französischen Nationalen Zentrum für wissenschaftliche Forschung in Paris, die nicht an der Forschung beteiligt war. Wissenschaftler haben zuvor über die biologischen Strategien anderer Tiere zur Krebsvermeidung berichtet. Aber die neue Arbeit, sagt Vincze, „zeigt, dass die Wale die Krebsresistenz aus einer ganz neuen Perspektive betrachten.“
Der Grönlandwal, Balaena mysticetus, kann bis zu etwa 18 Meter lang werden und gehört zu den schwersten Säugetieren der Erde. Mit mehr als 80.000 Kilogramm entspricht es etwa dem Gewicht von sechs vollbeladenen Schulbussen. Die gesamte Körpermasse summiert sich zu einer riesigen Anzahl von Zellen. Und jedes Mal, wenn sich eine Zelle teilt, besteht die Möglichkeit, dass eine gefährliche Mutation entsteht.
Aber irgendwie sind Tiere mit großem Körper besonders krebsresistent – ein Rätsel, das als Petos Paradoxon bekannt ist. Das deutet darauf hin, dass die Tiere „eine viel stärkere Krebsabwehr haben müssen“, sagt Lisa Abegglen, Zellbiologin an der University of Utah Health in Salt Lake City, die nicht an der neuen Arbeit beteiligt war.
Ihr Team entdeckte, dass Elefanten, die fast so lange leben können wie Menschen und selten an Krebs sterben, über zusätzliche Kopien eines tumorblockierenden Gens verfügen TP53 (SN: 13.10.15). Dieses und ein anderes Gen könnten Elefanten helfen, mit DNA-Schäden umzugehen, indem sie betroffene Zellen beseitigen, berichteten andere Wissenschaftler (SN: 14.08.18).
Das sei eine Möglichkeit, Probleme durch beschädigte DNA abzuwehren, sagt Marc Tollis, ein Evolutionsbiologe an der Northern Arizona University in Flagstaff, der nicht an der neuen Studie beteiligt war. Eine andere Strategie besteht darin, „den Schlag einzustecken“, sagt er, „und dann zu versuchen, ihn wieder in Ordnung zu bringen.“
Hinweise aus dem Genom des Grönlandwals, die vor fast einem Jahrzehnt veröffentlicht wurden, sagten voraus, dass die Säugetiere diese alternative Strategie nutzen könnten (SN: 06.01.15). „Aber man braucht tatsächliche Experimente, um diese Vorhersagen tatsächlich zu bestätigen“, sagt Tollis.
Im Labor führten die Co-Autorin der Studie, Vera Gorbunova von der University of Rochester in New York, und ihre Kollegen eine Reihe von Experimenten mit Zellen durch, die aus dem Gewebe von Grönlandwalen gewonnen wurden, sowie mit Zellen von Menschen, Kühen und Mäusen.
Die Walzellen waren sowohl effizient als auch präzise bei der Reparatur von Doppelstrangbrüchen in der DNA, Schäden, die beide Stränge der DNA-Doppelhelix durchtrennen. Das Team stellte fest, dass die Walreparatur gebrochene DNA häufiger in einen neuwertigen Zustand zurückversetzte als Zellen anderer Säugetiere. Bei diesen Tieren war die Reparatur des Genoms tendenziell schlampiger, wie bei einer schlecht geflickten Jeans. Das Team identifizierte außerdem zwei Proteine in Grönlandwalzellen, CIRBP und RPA2, die Teil der DNA-Reparaturmannschaft sind.
Zu entdecken, wie Tiere Krebs abwehren, sei „unglaublich spannend“, sagt Abegglen, „denn all diese Strategien haben das Potenzial, in wirksame Behandlungen für Menschen mit Krebs umgesetzt zu werden.“ Auch wenn dieser Tag noch in weiter Ferne liegt, unterstreichen die neuen Erkenntnisse, wie wichtig es ist, Tiere mit niedrigen Krebsraten zu untersuchen, sagt sie. Abegglen möchte testen, ob die Ergebnisse des Teams in Zellen von Buckelwalen und Delfinen Bestand haben – oder ob diese Tiere unterschiedliche Abwehrkräfte haben.
Von diesen und anderen Tieren mit großen Körpern und langer Lebensdauer kann man so viel lernen, sagt Vincze. „Wir haben die Lösung für die Krebsmedizin wahrscheinlich bereits in der Natur“, sagt sie. „Wir müssen es nur finden.“